光纖大電流傳感器研究

作者：時(shí)間：2009-12-25 來源：網(wǎng)絡(luò)

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在光路設(shè)計(jì)中，采用圖2所示結(jié)構(gòu)。暗灰色的箭頭線表示光線在傳感器中的傳輸路徑：光源發(fā)出的光經(jīng)帶自聚焦透鏡的光纖進(jìn)入傳感器，通過蒸鍍反射膜的直角棱鏡的反射改變?yōu)榫€偏振光進(jìn)入磁光晶體，偏振面受磁場調(diào)制的線偏振光經(jīng)過檢偏器和對應(yīng)的直角棱鏡后通過另一帶自聚焦透鏡的光纖進(jìn)入光電探測器。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/163381.htm

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
由式(4)可知，獲得P0，P即可得到被測電流值I。系統(tǒng)構(gòu)框圖如圖3所示。

其中，激光器采用恒流驅(qū)動(dòng)，提供32 mA恒定電流。通過出光功率自動(dòng)控制電路，實(shí)現(xiàn)光功率反饋，將探測到的光電信號(hào)與激光器的驅(qū)動(dòng)電流比較，以達(dá)到及時(shí)調(diào)整激光器工作光功率抖動(dòng)的目的。
光檢測及放大部分電路實(shí)現(xiàn)了光／電轉(zhuǎn)換，并且對電信號(hào)放、濾波，以及分離直流信號(hào)和交流信號(hào)。原理框圖如圖4所示。

信號(hào)采集處理部分實(shí)現(xiàn)對直流信號(hào)和交流信號(hào)分別采集，進(jìn)行處理。記錄下未通電流時(shí)的直流信號(hào)U0，作為基準(zhǔn)值，U分別為帶有電流直流、交流信息的檢測值，經(jīng)過運(yùn)算分別出被測電流I的直流分量和交流分量。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
在實(shí)驗(yàn)的傳感頭內(nèi)孔徑D1=2 cm，外環(huán)直徑D2=5 cm，底座(即圖2中的plinth)厚度h=1．1 cm；準(zhǔn)直器是用能通過635 nm紅光的光纖和聚焦透鏡制成；磁光晶體厚度d=2 cm；verdet常數(shù)v=-1．17×10-3rad／A；光源輸出功率為1 mW；實(shí)驗(yàn)中分別用連續(xù)電流和脈沖電流對其進(jìn)行檢測。實(shí)驗(yàn)時(shí)把器件一端接在光源輸出端，另一個(gè)接在輸入端，并把通電導(dǎo)線從缺口橫穿過去就可開始測試。
3．1 用連續(xù)交流電測實(shí)驗(yàn)
在用連續(xù)交流電測實(shí)驗(yàn)中通過瀆取光纖電流傳感器輸出的電壓與用標(biāo)準(zhǔn)器件測得的電流進(jìn)行比較，并把所得的電壓值等效為光纖電流傳感器的電流值。在實(shí)驗(yàn)中標(biāo)準(zhǔn)器件使用的是電流互感器。表1是在某測試機(jī)構(gòu)中測得的數(shù)據(jù)。